ATAC-MS：直接鑒定轉錄蛋白質複合物，全麵解析開放染色質結合蛋白
項目簡介
在基因表達調控研究中，解析轉錄因子與染色質的相互作用至關重要。ATAC-seq可以識別開放染色質區域，但無法直接鑒定與之結合的蛋白質複合物。表觀生物隆重推出ATAC-MS（染色質開放性質譜檢測）服務，ATAC-MS突破ATAC-seq的局限，可直接鑒定結合在開放染色質上的轉錄蛋白質複合物[1]。
ATAC-MS通過生物素修飾接頭的高活性Tn5轉座酶插入開放染色質區域上DNA，用(yong)鏈(lian)黴(mei)親(qin)和(he)素(su)偶(ou)聯(lian)的(de)磁(ci)珠(zhu)與(yu)生(sheng)物(wu)素(su)反(fan)應(ying)，富(fu)集(ji)複(fu)合(he)物(wu)之(zhi)後(hou)收(shou)集(ji)蛋(dan)白(bai)即(ji)可(ke)進(jin)行(xing)質(zhi)譜(pu)，可(ke)直(zhi)接(jie)鑒(jian)定(ding)蛋(dan)白(bai)質(zhi)，精(jing)確(que)量(liang)化(hua)蛋(dan)白(bai)質(zhi)豐(feng)度(du)，揭(jie)示(shi)轉(zhuan)錄(lu)調(tiao)控(kong)的(de)動(dong)態(tai)變(bian)化(hua)和(he)機(ji)製(zhi)。ATAC-MS也可配合ATAC-seq，聯合分析結合的轉錄調控複合物和開放染色質區域基因組信息。
圖1. ATAC-MS技術原理（左邊流程，可搭配ATAC-seq聯合分析）[1]
技術原理
通過生物素修飾接頭的高活性Tn5轉座酶插入開放染色質區域上DNA，用鏈黴親和素偶聯的磁珠與生物素反應，富集DNA及DNA上結合的轉錄蛋白複合物，對複合物進行蛋白質酶解-肽段純化後進行質譜分析（富集DNA也可用於構建DNA文庫，並行ATAC-seq）[1]。
技術應用
1. 關聯ATAC-seq分析，識別細胞特異性的轉錄調控網絡
2. 研究轉錄因子和共調節因子結合到開放染色質區域的動態變化
3. 通過質譜對結合在開放染色質區域上的轉錄蛋白複合物進行鑒定和定量
4. 識別與疾病或通路相關的轉錄因子
技術優勢
1. 對低豐度的轉錄因子具有高靈敏度
2. 可直接鑒定開放染色質區域的轉錄蛋白複合物
3. 可與ATAC-seq、RNA-seq聯合分析，同時獲取開放染色質的基因組位置、DNA結合蛋白和轉錄複合位點的相互作用信息，全麵解析DNA-轉錄蛋白機製
送樣要求
樣本類型：
交聯細胞，≥5×105個細胞/樣本。室溫下用1%甲醛交聯10分鍾，然後加入0.125 M的甘氨酸進行終止，交聯後的細胞用1×PBS清洗三次。以技術支持要求為準。
樣本物種：僅限人、大小鼠，其他物種需評估
基礎分析
1. 蛋白質定性結果
2. 定性結果質量評估
3. GO 注釋分析
4. COG/KOG 注釋分析
5. KEGG 注釋分析
6. 結構域注釋
7. 亞細胞定位
8. 信號肽預測
高級分析
1. 關聯ATAC-seq分析（須具備ATAC-seq數據）
可搭配的分析技術服務（額外付費）
1. 轉錄因子相分離潛能分析（即相分離能力預測）
分析內容
圖2. 聯合分析：ATAC-MS檢測的蛋白與目前已知的轉錄因子和預測到的高成相潛能蛋白的關聯分析，有一定比例蛋白具有高成相潛能
聯合ATAC-seq分析實測數據
圖3. 基因組類型注釋餅圖
圖4. 基序分析
圖5. 通路富集分析條形圖和氣泡圖
圖6. GOKEGG圈圖
圖8. ATAC-MS和ATAC-seq整合分析。富集通路（上）；TF motifs序列（中）；轉錄調控網絡（下）
案例研究
Sci Adv：使用生物素化轉座子進行染色質可及性上轉錄蛋白機械的全蛋白質組分析[1]
這項研究在ATAC-seq的基礎上，開發了ATAC-MS。該技術結合了ATAC-seq的優勢，可直接鑒定開放染色質上的轉錄蛋白複合物，從而提供更全麵的轉錄調控機製信息。與ATAC-seq結合，可以描繪全麵的轉錄蛋白-DNA互作圖譜。ATAC-MS被用來研究不同細胞類型中開放染色質上的轉錄蛋白複合物差異，為揭示不同細胞類型中基因表達調控機製差異提供了線索；分析轉錄蛋白複合物在細胞信號通路中的動態變化，為揭示信號通路調控機製提供了更直觀的證據；還研究了轉錄蛋白複合物在細胞分化過程中的動態變化，為揭示細胞分化過程中基因表達調控機製提供了線索。
圖9. TF/TC數量熱圖
圖10. 不同時間點開放染色質上TF/TC豐度變化熱圖
圖11. TNF-α刺激HeLa細胞後，ATAC-MS和 ATAC-seq識別到的TF的重疊情況。包括轉錄調控網絡、韋恩圖、motifs分析
參考文獻
1. Zhang H, Qin Z, Yue X, et al. Proteome-wide profiling of transcriptional machinery on accessible chromatin with biotinylated transposons. Sci Adv. 2021;7(43):eabh1022.